Lukman.NET

Pengecoran Logam

Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan parts dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Setelah logam cair memenuhi rongga dan kembali ke bentuk padat, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder. Coran dibuat dari logam yang yang dicairkan, ditunag ke dalam cetakan, kemudian dibiarkan mendingin dan membeku (Tata, 1991).

Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan sekali pakai (expendable mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanent (permanent mold). Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold. Oleh karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja, setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan benda coran. Dalam pembuatan cetakan, jenis-jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau. Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan, bentonit, resin, furan atau air gelas. Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut:

1.Rongga cetakan (Cavity), merupakan ruangan tempat logam cair yang dituangkan kedalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor. Rongga cetakan dibuat dengan menggunakan pola.

2.Inti (Core), fungsinya adalah membuat rongga pada benda coran. Inti dibuat terpisah dengan cetakan dan dirakit pada saat cetakan akan digunakan. Bahan inti harus tahan menahan temperatur cair logam paling kurang bahannya dari pasir.

3.Sistem saluran masuk (Gating system), merupakan saluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun. Gating sistem suatu cetakan dapat lebih dari satu, tergantung dengan ukuran rongga cetakan yang akan diisi oleh logam cair.

4.Saluran turun (Sprue), merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi vertikal. Saluran ini juga dapat lebih dari satu, tergantung kecepatan penuangan yang diinginkan. Pouring basin, merupakan lekukan pada cetakan yang fungsi utamanya adalah untuk mengurangi kecepatan logam cair masuk langsung dari ladle ke sprue. Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair yang berasal dari tungku kerongga cetakan.

5.Penambah (Raiser), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi. 

Pengerjaan Akhir Proses Pengecoran Logam

Menurut Tata (1991), setelah proses pengecoran selesai, pasir cetakan harus disingkirkan dari rangka cetakan dan dari coran, kemudian saluran turun, saluran masuk, penambah dipisahkan dari coran, dan akhirnya sirip-sirip dipangkas serta permukaan coran dibersihkan. Semua pekerjaan itu dilakukan secara mekanik atau dengan tangan tetapi dianjurkan pekerjaan itu dilakukan secara mekanik. Pengerjaan akhir setelah proses pengecoran adalah sebagai berikut:

1.Memisahkan coran dari cetakan, proses ini adalah pengangkat hasil coran dari cetakan. Proses pengambilan cetakan ini berbeda-beda tergantung pada macam dan cara pembuatan cetakannya.

2.Menyingkirkan pasir dari permukaan coran, proses ini adalah proses membersihkan sisa-sisa hasil pasir setelah coran diangkat dari cetakan agar tersisa hasil coran saja tersisa.

3.Perbaikan pada coran, proses ini adalah proses memperbaiki denganmenggunakan las dimana setelah hasil coran yang diangkat dari cetakan terdapat hasil coran yang retak, gelembung udara, rongga penyusutan, dan lain-lain.

4.Perlakuan pans dari coran, proses ini adalah proses untuk memperbaiki sifat-sifat dari logam dengan memanaskan coran sampai temperatur yang cocok dibiarkan beberapa waktu pada temperatur itu, kemudian didinginkan ketemperatur yang lebih rendah dengan kecepatan yang sesuai. Perlakuan panas yang dilakukan pada coran adalah pelunakan temperatur rendah, pelunakan, penormalan, pengerasan, dan penemperan.

Jenis-jenis Cacat Coran

Proses pengecoran dapat terjadi berbagai macam cacat tergantung pada bagaiamana keadaannya, sedangkan cacat-cacat tersebut boleh dikatakan berbeda menurut bahan dan macam coran. Memproduksi hasil coran harus melalui banyak proses, dan dalam hal proses tersebut banyak faktor-faktor yang menyebabkan cacat. Macam-macam cacatyang seringterjadi adalah sebagai berikut:

1.Misrun, yaitu cacat pada coran lapisan coating tipis, temperatur cetakan (dies) kurang, temperatur peleburan (molten) kurang.

2.Keropos,yaitu cacat pada coran biasanya disebabkan cetakan (dies) kotor, peleburan (molten) kotor.

3.Inklusi pasir yaitu cacat pada coran biasanya disebabkan cetakan (dies) kotor.

4.Cacat bentuk, yaitu cacat pada coran biasanya disebabkan penempatan part tidak baik (human error).

5.Undercut, yaitu cacat pada coran biasanya disebabkan rongga cetakan (cavity dies) tidak rapat.

6.Keropos pasir inti, yaitu cacat pada coran biasanya disebabkan peleburan (molten) kotor, cetakan (dies) kotor, tiupan (blow) pasir tidak sempurna. 

Proses Pengecoran Tekanan Rendah  (Low Pressure Die Casting)

Pengecoran tekanan rendah (Low Pressure Die Casting) adalah proses pengecoran logam dengan menggunakan tekanan injeksi yang rendah. Proses pengecoran logam ini logam cair diinjeksikan ke dalam rongga cetakan (dies) dengan menggunakan tekanan yang tidak terlalu tinggi (sekitar 2 sampai dengan 15 psi atau 0,00001 sampai dengan 0,000118 atm atau 0,15 sampai dengan 0,7 kgf/cm2). Bagian bawah dari alat ini terdapat tungku (holding furnace) yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan logam cair yang akan dicor. Cetakan logam berada pada bagian atas, adanya tekanan menyebabkan logam cair dibagian tungku (holding furnace) mengalir ke atas menuju cetakan melalui bagian seperti pipa (fill stalk) dan akhirnya logam cair mengisi cetakan. Bagian cetakan memiliki dua bagian yaitu cup dan drag dimana bagian cup dapat bergerak naik keatas untuk membuka cetakan sehingga produk cor dapat dikeluarkan. 

Menurut Tata (1991), cara pengecoran dengan pengecoran tekanan rendah memiliki ciri-ciri khas sebagi berikut:

1.Karena logam cair secara langsung diapksa masuk kedalam cetakan melalui pipa mengisi dari krus tertutup, maka oksidasi logam cair hanya sedikit dan tidak akan terjadi bahwa oksida dari permukaan logam cair terbawa masuk kedalam cetakan.

2.Penuangan terjadi secara berangsur-angsur dimana logam cair yang pertama dituangkan paksa didorong keatas oleh logam yang dituangkan kemudian, jadi mengalir maju sehingga terbentuk pembekuan mengarah dan logam mulai membeku dari bagian depan logam. Akibatnya sukar terjadi rongga penyusutan, rongga udara dan lain sebagainya sehingga didapat coran mampat secara baik.

3.Karena penamabahan dan saluran masuk yang besar tidak diperlukan maka prosentase terpakai dari pengecoran menjadi sangat tinggi (diatas 90 %), dengandemikian bukan hanya mengurangi jumlah logam cair dan biaya untuk pencairan tetapi juga biaya pengolahan dapat diturunkan.

4.Permukaan coran sangat halus dengan ketelitian ukuran yang sangat baik. Selain itu dapat dibuat coran yang bentuknya lebih rumit.

5.Biaya peralatan lebih rendah dan gerakan-gerakan mekanik dapat diatur secara otomatik. Oleh karena itu satu orang dapat melayani beberapa mesin, maka produktivitas akan cukup meningkat.